Устройство для вычисления эквивалентного уровня звуковой экспозиции

(505 АТЕНТ ГОСУДАРСТВЕНЮЕ ВЕДОМСТВО СССР ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСА ЕТЕ Б ИЕИ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(71) Ленинградское научно-производственное обьединение медицинской лабораторной техники(56) 1. Авторское свидетельство СССР М 1107004, кл.-б 01 Н 3/12, 1987.2. Каталог фирмы "Брюль и Кьер", технические данные модели 2221/2222. Интегрирующие прецизионные шумомеры, 1987. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫЧИСЛЕНИЯ ЭКВИВАЛЕНТНОГО УРОВНЯ ЗВУКОВОЙ ЭКСПОЗИЦИИ(57) Изобретение относится к средствам измерения акустического шума. Целью изобретения является повышение Изобретение относится к средствам измерения акустического шума и может быть использовано в санитарно-эпидемиологических станциях, промышленных санитарных лабораториях, организациях по охране и безопасности труда, при оценке эквивалентного уровня звуковой экспозиции.Целью изобретения является повышение быстродействия устройства за счет сокращения количества необходимых для вычисления операций,На чертеже приведена структурная схема устройства для вычисления эквивалентного уровня звуковой экспозиции.Устройство для вычисления эквивалентного уровня звуковой экспозиции содержит последовательно соединенные микрофон 1, усилитель 2 с А-частотной. коррекцией и блок 3 квадратичного преобразования, такВзамен ранее изданного 5 Ц, 1640556 А 1 быстродействия устройства за счет сокращения количества необходимых для вычисления операций, В устройстве осуществляется преобразование накапливаемого числа в форму с плавающей запятой, с последующим формированием мантиссы логарифма и многократным суммированием ее с характеристикой, в зависимости от положения запятой в представлении преобразуемого числа. При этом число операций, необходимых для вычисления эквивалентного уровня звуковой. экспозиции полностью определяется требуемой точностью получения измеряемой величины. Результатом суммирования: является приближенная величина эквивалентного уровня звуковой экспозиции, выраженная в децибелах. 1 ил,товый генератор 4, счетчик 5 времени и последовательно соединенные многоразрядной шиной счетчик 6 дозы, блок 7 вычисления логарифма, регистр 8 индикации и индикатор 9, Вход счетчика б дозы соединен с выходом блока 3 квадратичного преобразования, выходтактового генератора 4 подключен ко входу счетчика 5 времени, многоразрядный выход которого подключен ко второму многоразрядному входу блока 7 вычисления логарифма, Последний выполнен в виде мультиплексора 10, регистра 11 сдвига, элемента 12 2 ИЛИ-НЕ, формирователя 13, дешифратора 14, блока 15 четырехвходовых мультиплексоров и сумматора 16. Информационные входы мультиплексора 10 являются первым многоразрядным входом блока 7 вычисления логарифма, а управляющие входы - его вторым многоразряднымС выхода тактового генератора 4 навход счетчика 4 времени поступают импуль сы тактовой частоты, которые задают на втором многоразрядном входе мультиплексора 10 в блоке 7 вычисления логарифма управляющие двоичные коды. Под управлением этих кодов на выход мультиплексора 10 по следовательно переключаются выходы счетчика 6 дозы, начиная с его старшего разряда, сигналы с которых последовательно записываются в разряды регистра 11 сдвига, во время сдвига хранящихся в нем 20 цифровых кодов по сигналам, поступающихс выхода тактового генератора 5. Таким образом, в моменты формирования тактовых импульсов, в регистр 11 сдвига, разряд за 25 числа, накопленного в счетчике 6 дозы. Вовремя записи цифровых кодов в регистр 11 сдвига, нэ предпоследнем и последнем его выходах устанавливаются уровни логического нуля, поступающие на управляющие 30 входы блока 15 четырехвходовых мультиплексоров, В последнем по этим сигналам устанавливается коммутация на выходы блока 15 уровней логического нуля, которые в двоично-десятичном представлении, по разрядно поступают на входы сумматора 16.В последнем осуществляется вложение двоично-десятичных чисел, поступающих нэ информационные входы, по сигналам на тактовом входе с выхода тактового генера 40 тора 4.Во время формирования тактовых импульсов в регистре 11 сдвига цифровые коды последовательно сдвигаются в сторону предпоследнего и последнего разрядов. В 45 момент, когда самая старшая единица в двоичном коде. числа оказывается в предпоследнем разряде регистра 11 сдвига, нэ выходе предпоследнего разряда формируется уровень логической единицы и все 50 мультиплексоры блока 15 четырехвходовыхмультиплексоров переключаются. На выходе мультиплексоров поступают сигналы с выходом дешифратора 14. В последнем осуществляется преобразование двоичных ко дов числа, крэнящегося в регистре 11сдвига, в коды логарифма числа в соответствии с аппроксимацией логарифма, заданной, например, таблицей истинности,входом, которые соединены с выходамимладших разрядов счетчика 5 времени, информационный вход регистра 11 сдвигаподключен к выходу мультиплексора 10, авыход старшего разряда соединен с первым 5входом элемента 12 2 ИЛИ-НЕ, второй входкоторого соединен с выходом тактового генератора 4, а выход подключен к тактовомувходу регистра 11 сдвига. Вход формирователя 13 соединен с выходом старшего разряда счетчика 5 времени и с входом записи. регистра 8 индикации, а выход - со входомсброса регистра 11 сдвига, выходы которого, исключая предпоследний и последнийразряды, подключены ко входам дешифратора 14, Управляющие входы блока 15 четырехвходовых мультиплексоров подключенык выходам предпоследнего и последнегоразрядов регистра 11 сдвига.Первые информационные входы блока15 четырехвходовых мультиплексоров подключены к клеммам уровня логического нуля, вторые входы - к выходамдешифратора, третьи и четвертые соединеннье между собой соответственно в каждом мультиплексоре и подключены кклеммам уровней логических нулей и единиц, задающих двоичный код числа 10 ц 2,округленного для заданной точности представления на выходах мультиплексоров, эвыходы соединены с информационнымивходами сумматора 16, тактовый вход которого соединен с выходом тактового генератора 4, вход сброса сумматора соединен свыходом формирователя 13, а выходы сумматора являются выходами блока 7 вычисления логарифма, Дешифратор 14 выполненкэк комбинационная логическая схема, формирующая на своих выходах двоичные кодылогарифма нормализованного числа, поступающего на его входы, в соответствии с заданной таблицей истинности,Устройство для вь 1 числения эквивалентного уровня звуковой экспозиции работаетследующим образом.С помощью микрофона 1 звуковое давление акустического сигнала преобразуетсяв электрический сигнал О(т), который усиливается и нормируется усилителем 2 с А-частотной коррекцией, т.е, иэ сигналаВЫДЕЛЯЮТСЯ СОСтаВЛЯЮЩИЕ Ок(1), СООтВЕтСтвующие заданной полосе частот сигнала. Свыхода усилителя 2 с А-частотной коррекцией сигнал поступает в блок 3 квадратичного пр.еобразователя и на выходепоследнего формируются импульсы, частота которых пропорциональна квадратуООвходного напряжения ( - ). В счетчике б дозы, после сброса в начале измерения накапливается число импульсов, пропорциональные величине разрядом. записываются двоичные коды,1640556При этом число, хранящееся в регистре11 сдвига, принимается нормализованным,заданным в форме сплавающей запятой, ипоэтому на выходе дешифратора 14 формируется цифровой код мантиссы логарифма,который поступает на информационныевходы двоично-десятичного сумматора 16,где записывается в результате суммирования с нулевым содержимымС приходом следующего. тактового импульса с выхода тактового генератора 4 через элемент 12 2 ИЛИ-НЕ на тактовый входрегистра 11 сдвига, в последнем старшаяединица записанного числа сдвигается в последний разряд, с выхода которого поступает на управляющие входы мультиплексоровв блоке 15 четырехвходовых мультиплексоров, На выходе этого блока устанавливаетсяв двоично-десятичном представлении цифровой код характеристики 10 1 д 2, котораяпоступает в сумматор 16 и суммируется спредыдущим результатом.Одновременно с этим, уровень логической единицы с выхода последнего разрядарегистра 11 сдвига поступает на второйвход схемы 12 2 ИЛИ-НЕ, в результате чегоимпульсы с тактового генератора на тактовый вход регистра 11 сдвига больше не по.ступают, Сдвиг числа. в последнемпрекращается. Во все последующие тактовые импульсы, поступающие с выхода тактового генератора на тактовый входсумматора 16, в последнем осуществляетсясуммирование предыдущего результата схарактеристикой 10 1 ц 2, Суммированиепроисходит многократно до тех пор. пока напоследнем разряде счетчика 6 времени несформируется уровень логической единицы,по которому содержимое сумматора 16 поразрядно поступает в регистр 8 индикации,а регистр 11 сдвига и сумматор 16 обнуляется, Обнуление двух последних происходит по заднему фронту сигнала с выходаформирователя 13 и поэтому не мешает записи числа в регистр 8 индикации. Записанное число поразрядно поступает на входыиндикатора 9, где отображается как результат измерения.Число разрядов в счетчике 5 временисоотносится с числом разрядов в счетчике 6дозы и поэтому в сумматоре накапливается. число с фиксированной запятой 8. котороеявляется приближением логарифма числа сплавающей запятой, хранящегося в регистре 11 сдвигав 10 я 1 Г РДР где Т - время измерейия, Ок(1) - уровень сигнала, пропорциондльный текущему значению звукового ддвления с А-частотной коррекцией по ГОСТ 17187-81,00 - пороговое.значение уровня звукового давления (нормирующий делитель),х=1 - единица измерения времени,Величина Я характеризует эквивалентный уровень звуковой экспозиции с едини 10 цей измерения - децибел. Таким образом, в устройстве для вычисления эквивалентного уровня звуковой экспозиции, вычисление последовательно осуществлвется микрооперациями суммирования, по каждому тактовому импульсу осуществляется одна иэ микроопераций, а их общее количество не превышает числа 2, где т - количество двоичных разрядов в счетчике времени, которое соотносится с 15 20 числом разрядов в счетчике дозы и по формуле и2. Этим достигается сокращение количества необходимых операций при вычислении эквивалентных уровней звуковой экспозиции, что повышает быстродействие устройства во время измерений Формула изобретенияУстройство для вычисления эквивалентного уровня звуковой экспозиции, содержд 30 щее . последовательно соединенные микрофон, усилитель с А-чдстотной коррекцией и блок квадратичного преобразования,тактовыйгенератор, счетчик времени и ния логарифма, регистр индикации и индикатор, вход счетчика дозы соединен с выходом блока квадратичного преобрдзования, выход тактового генератора подключен ко входу счетчика времени, многоразрядный выход которого подключен ко второму многоразрядному входу блокд вычисления логарифма. о т л и ч а ю щ е е с я тем, что. с целью повышения быстродействия устрой 40 45 ства за счет сокращения количестдд 1 еобходимых для вычисления опердций, блок вычисления логарифма выполнен в диде мультиплексора, регистра сдвигд, элемента 2 ИЛИ-НЕ. формирователя, дешифрдгорд, блока четырехвходовых мультиплексоров и 50 сумматора, информационные входы мультиплексора являются первым многоразрядным входом блока вычисления логдрифмд, д управляющие входы - его вторым многоразрядным входом, которые соединены с выходами младших разрядов счетчика времени, информационный вход регистра сднига подключен к выходу мультиплексорд, д выход старшего разряда соединен с первым входом элемента 2 ИЛИ-НЕ, второй вход попоследовательно соединенные многордз 35 рядной шиной счетчик дозы. блок вычсле1 Б 40556 оставитель Е.Ильичевехред ММоргентал Корректор Н.Слабодяник Редактор Е,Гиринска Зака 77 Тираж ПодписноеИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКН113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород. спеднего соединен с выходом тактового ге- подключены к клеммам уровня логического нератора, а выход подключен к тактовому нуля, вторые входы - квыходамдешифратовходу регистра, вход формирователя соеди- ра, третьи и четвертые соединены между нен с выходом старшего разряда счетчика собой в каждом мультиплекСоре и подклювремени и с входьм записи регистра инди чены к клеммам уровней логических нулей и кации, а выход - со входом сброса регистра единиц, задающих двоичный код числа 10 1 ц сдвига, выходы которого, исключая пред, округленного для заданной точности последний и последний разряды, подключе- представления, а выходы подключены к инны ко входам деаифратора, управляющие формационным входам сумматора, тактовходымультиплексороввблокечетырехвхо вый вход которого соединен с выходом довых мультиплексоров подключены к выхо- тактового генератора. вход сброса сумматодампредпоследнегоипоследнегоразрядов ра соединен с выходом формирователя, а регистра сдвига, первые информационные выхОды сумматора являются выходамй бловходы четырехвходовых мультиплексоров ка вычисления логарифма.Таблица истинности дешифратора 14